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DE7118466U - Elektromagnet

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Publication number: DE7118466U
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Publication date: 1971-09-09

Description

Elektromagnet

Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten, dessen Spule in einem Gehäuse aus raAgnetiaierbarem Material angeordnet ist, welches in einer Stirnseite der Spule offen ist, der ein beweglicher Anker mit Ankergegenflächen zugeordnet ist.

Es sind sogenannte Haftmagnete bekannt, welche eine erhebliche Zugkraft innerhalb eines sehr kurzen Magnetweges aufweisen, während die Zugkraft bei größeren Hüben des Magnetackers stark nachläßt. Bei dieser Ausführung ist im allgemeinen ein flächiges Ankerstück vorgesehen, das über der Spule mit Flächen des Spulengehäuses zusammenwirkt. Derartige sogenannte Haftmagnete sind aufgrund der geringen Hubgröße nur für Halte-, aber nicht für Steuerzwecke geeignet.

Sogenannte Hubmagnete sind im allgemeinen mit einem Anker ausgeführt, welcher einen über den Bereich der Spule vorstehenden, gegebenenfalls konischen Abschnitt hat, welcher in einer Ausnehmung eines Hückechlußflansches der Magnetspule eingreift. Solche sogenannte Hubmagnete sind zwar für Steuerzwecke geeignet, die von ihnen aufgebrachte Kraft ist aber wesentlich geringer, als die der eben genannten Haftmagnete.

Bekannte ist es,am Magnetanker als Betätigungsmittel, beispielsweise für ein Ventil,eine Druckstange anzuordnen, die auf ein Betätigungselement, beispielsweise einen Ventilkörper, einwirkt,

KOWTENi DRESDNER BANK.

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Bevorzugt wird, daß mittels des Magneten beispielsweise die Schließbewegung eines Ventils so gesteuert wird, daß der Ventil_ körper bei erregte« Magneten auf seinen Sitz gepreßt wird. Dabei soll einerseits eine große Schließkraft, die das Ventil auch gegen erhöhte Drücke geschlossen hält, andererseits ein für Steuerzwecke genügend großer Hub des Ankers bei genügender Anzugskraft erreicht werden.

Eine bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Elektromagneten liegt in einer Ventilsteuerung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromagneten der obengenannten Art zu schaffen, welcher eine erhebliche Kraft bei angezogenem oder nahezu angezogenem Anker entwickelt, aber eine beträchtliche Kraft auch noch bei einem, gegenüber bekannten Haftmagneten vergrößerten Ankerhub, entwickelt. Dabei soll im wesentlichen die Kennlinie der Anzugskraft in Abhängikeit vom Hub gegenüber derjenigen eines reinen Haftmagneten, in Richtung der Koordinate verlagert werden, die dem Hub entspricht .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei Ankergegenflächen zur Zusammenarbeit mit dem Gehäuse in axialer Sichtung der Spule in verschiedenen Ebenen angeordnet sind, von denen die eine Ankergegenfläche innerhalb des Bereiches der Spulenerstreckung und die andere Gegenfläche in einem Bereich außerhalb der Erstreckung der Spule vorgesehen und bewegbar ist. . . Es zeigt sich, daß hierdurch ein Elektromagnet geschaff-en wird, der im Bereich eines im besonderen für ein Ventilbetätigungsmagneten ausreichenden Hubes ausreichende Steuerkraft während des gesamten Ankerhubes entwickelt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Spulengehäuse im Inneren der Spule einen in die Spule eingezogenen Abschnitt und außerhalb der Spule einen Ringabschnitt auf, denen Ankergegenflächen zugeordnet sind, von denen eine an einem mittleren vorspringenden Ankerteil vorgesehen ist, deren Gegenfläche sich ausschließlich im inneren Bereich der

Spule bewegt.

Hierdurch wird eine besonders günstige Ausführung deshalb er reicht, weil der Ringabschnitt des Spulengehäuses außerhalb der Spule infolge seiner JiB.-*¹* einen eriiebliciien Querschnitt aufweist, wobei dieser Hingabschnitt in Verbindung mit dem Ringteil des Ankers, der sich über die offenliegende Stirnseite der Spule erstreckt, eine große Oberfläche hat. Der in die Spule vorspringende Ankerteil erfüllt dabei zugleich die Punktion einer Führung,

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung hat der Anker eine die Stirnseite der Spule übergreifende, flanechartige Verbreiterung, an deren äußerem Umfang eine Ankergegenfläche für den äußeren Ringabschnitt dee Spulengehäuses angeordnet iv .

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung sind zwischen dem Spulengehäuse und dem ι iker Federn angeordnet, die d@n Anker bei unerregter Spule m ein geringes Maß abheben. Dabei wird bevorzugt, daß zapfenartige Federführungen auf dem Spulenkörper angeordnet sind und in Ausnehmung^" <sines den Spulenkörper übergreifenden Ankerflansehes hereinragen.

Auch die Federn greifen in diese Ausnehmungen ein.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung,mit einer Druckstange am Anker, ist das Spulengehäuse vou einer Mittelbohrung für eine mit dem Anker verbundene Druckstange durchsetzt, welche am Anker befestigt und in der Mittelbohrung geführt ist. Diese Druckstange bildet dabei zugleich eine Führung für den Anker, der im übrigen im Bereich seiner Gegenflächen Abstufungen aufweisen kann, die mit ergänzend ausgeführten Abstufungen am Spulengehäuse zusammenwirken.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben, das in der Zeichnung dargestellt ist.

Diese zeigt

einen Längsschnitt durch einen erfin-

dungügemäßen Elektromagneten.

Dei* Elektromagnet besitzt eine teilweise in ein Spulengehäuse 1 aus magnetisierbaren Material eingebettete Spule 2, die in einem Spulenkörper 3 angeordnet ist. Bas Gehäuse 1 umgibt die Spule an einem Snde bzw. einer Stirnseite - in der Zeichnung an der unteren Stirnseite - und hat innerhalb des Spulenkörpers einen eingezogenen Abschnitt 8 dessen senkrecht zu seiner Achse verlaufende Stirnseite die Fläche 4 bildet. Der Abschnitt 8 erstreckt sich etwa über 2/3 der Länge des Spulenkörpers 3. Die Fläche 4 ist außen von einer hochgezogenen Stufe 5 unigeben. Außerhalb der Spule 2 umgibt das Gehäuse 1 diese bis zu einem Ringabschnitt 6, der an der Ankerseite des Magneten über dem Spulenkörper 3 bzw. der Spule 2 angeordnet ist und die Fläche 9 bildet. Der ebenfalls aus magnetisierbaren Material bestehende Anker 7 hat einen mittleren vorspringenden Ankerteil 10, dessen Stirnseite eine Ankergegenfläche 11 vor der Fläche bildet und außen entsprechend der Stufe 5 eine auf diese Stufe übergreifende Ausnehmung 12 aufweist. Die Ankergegenfläche 11 ist so tief innerhalb der Spule 2 vorgesehen, daß sie sich nur in deren Bereich bewegt.

Der Anker 7 hat ferner eine die obere Stirnseite der Spule bzw. Spulenkörpers übergreifende flanschartige Verbreiterung 13» an deren äußeren Umfang die Ankergegenflächen 14 vorgesehen ist, die mit der Fläche 9 zusammenwirkt. Als Ankergegenfläche wirkt auch der den Spulenkörper 3 übergreifende Ringabschnitt 32 der flanschartigen Verbreiterung. Ferner "besitzt der Flansch, 13 innerhalb des Singabschnittes 6 des Spulengehäuses einen stufenartigen Vorsprung 15 innerhalb der G-egenflache 9.

Auf dem Spulenkörper 3 sind an der Ankerseite in gleichmäßiger Verteilung um den Umfang zapfen..fcige Federführungen 18 vorgesehen, die sum Teil in entsprechende, am Anker vorgesehene Ausnehmungen 16 eingreifen. In diesen Ausnehmungen sind auf den Federführungen 18 angeordnete Federn 17 abgestützt, die den Anker um das vorbestimmte Maß abheben.

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Der Pjlngabschnitt 6 des Spulengehäuses ist außen mit Gewinde versehen, auf das eine den Anker 7 übergreifende topfartige Abdeckung 19 a»*fge&chraubt ist. Diese Abdeckung bildet an der Innenseite der Stirnfläche ein Widerlager 20 für den Anker 7_t beispielsweise mitteis eines auf einen Ankeransatz aufgesetzten Distanzrohres 21* Das Spulengehäuse 1 ist von einer Mittelbohrung 22 durchsetzt, in welcher beispielsweise durch Pührungsbuchsen 23, 24 eine Druckstange 25 geführt ist, deren oberes Ende im Anker 7 festgelegt ist. Das untere Ende 26 ragt aus dem Spulengehäuse 1 hinaus und erstreckt sich, beispielsweise auch noch durch einen Zwischenflansch 27, mit dem der Elektromagnet an einem Gerät bzw. einem Ventil befestigt ist. Es ist erkennbar, daß die Druckstange 25 dabei durch eine Abdichtung hindurchgehen kann.

Das obere Ende 28 der Druckstange ist mit Gewinde versehen und in den Gewindeabschnitt 29 einer Anker 7 durchsetzenden B'hrung eingeschraubt. Zur Festlegung der Einstellung ist auf das hinausgeführte Ende des Gewindeabschnittes eine Kontermutter 30 eingeschraubt· Zur Sicherung dient eine seitliche durch eine Bohrung der flanschartigen Verbreiterung des Ankers eingeschraubte Stiftschraube 31.

Am Spulengehäuse 1 ist seitlich eine Anschlußexnrichtung 32 zur Zuführung der Energie vorgesehen.

Der beschriebene Elektromagnet weist in kompakter Ausführung in verschiedenen Ebenen angeordnete Ankergegenflächen auf, die eine Anzug-Charakteristik haben, die bei beispielsweise für Ventilsteuerungen erforderlichen Hubwegen eine auch für große Strömungskräfte ausreichende ■'hizugskraft entwickeln. Hierbei sind die Teile einander so zugeordnet, daß zugleich eine wechselseitige Führung zwischen Spulengehäuse und Anker erreicht wird.

Die Stufe 5 beziehungsweise der stufenartige Vorsprung 15

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führen zu Überlappungen zwischen dem Gehäuse und dem Anker während des Hubes. Dadurch wird auch während des Hubes eine hohe, nahezu konstante Kraft erreicht, wobei die maximale Haltekraft im Bereich der Endlage des Magnetankers erzielt wird.

Dazu wird bemerkt, daß die Stufenf;ächen zylindrisch, konisch oder anders ausgeführt sein können.

Claims

S c hut zansprüche

Elektromagnet, dessen Spule in einem Gehäuse aus magnetisierbarem Material angeordnet ist, welches in einer Stirnseite der Spule offen ist, der ein beweglicher Anker mit Ankergegenflächen zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, da£ zwei Ankergegenflächen (11; 14, 32) zur Zusammenarbeit mit dem Gehäuse (1) in4xialer Richtung der Spule in verschiedenen Ebenen angeordnet sind, von denen die eine Ankergegenflache (11) innerhalb des Bereiches der Spulenerstreckung und die andere Gegenfläche (14» 32) in einem Bereich außerhalb der Erstreckung der _iule (2) vorgesehen und bewegbar ist.

Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spulengehäuse (1) im Inneren der Spule (2) einen in die Spule eingezogenen Abschnitt (8) und außerhalb der Spule einen Ringabschnitt (6) aufweist, denen Ankergegenflächen (11, 14) zugeordnet sind, von denen eine an einem mittleren vorspringenden Ankerteil (10) vorgesehen ist, deren Gegenfläche (11) sich ausschließlich im inneren Bereich der Spule bewegt.

Elektromagnet nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (7) eine die Stirnseite der Spule (2) übergreifende, flanschartige Verbreiterung (13) hat, an deren äußerem Umfang eine Ankergegenfläche (14) für den äußeren

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FOITICH ECK HAMBURC NR. 1937 66

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Ringabschnitt (6) dee Spuleagehäuses (1) angeordnet ist

4. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Spulengehäuse (1) und dem Anker (7) Federn (-17) angeordnet sind, die den Anker (7) bei unerregter Spule abheben.

5. Elektromagnet nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (17) auf dem Spulenkörper (3) geführt sind und in Ausnehmungen (1^<S "es Ankers (7) eingreifen.

6. Elektromagnet nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zapfenartige Federführungen (18) auf dem Spulenkörper (3) die in Ausnehmungen (16) der flanschartigen Verbreiterung (13) des Ankers eingreifen.

7. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rändern der Ankergegenflächen (11, 9, 3D Abstufungen (12, 15) vorgesehen sind, die mit Stufen am Spulengehäuse (1) zusammenwirken.

8. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Spulengehäuse (1) von einer Hittelbohrung (22) für eine mit dem Anker verbundene Druckstange (25) durchsetzt ist, welche am Anker (7) befestigt und in die Mittelbohrung geführt ist.

9. Elektromagnet nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstange (25) einstellbar am Anker (7) befestigt ist.

Io, Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 9» gekennzeich net durch eine den Anker (7) übergreifende, topfartige und am Spulengehäuse (1) befestigte Abdeckung (19), die ein Widerlager für den Anker (7) bildet.